TCAD pro elektroniku

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Aplikace TCAD (Technology Computer Aided Design) v analýze a návrhu základních elektronických součástek. Princip simulace technologických procesů a simulace stejnosměrné a dynamické činnosti součástek. Základní modely a jejich aplikace. Praktická činnost (stanice SUN) ve standardním prostředí (ATHENA a ATLAS firmy SILVACO) v rámci simulace základních polovodičových součástek (dioda, BJT, MOSFET).

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. TCAD, základní principy, dostupné nástroje a aplikační možnosti

2. Součástková simulace. ATLAS. Základní polovodičové rovnice a modely

3. Rovnice Poissonova a kontinuity. Drift-difúzní přiblížení. Generace a rekombinace

4. SRH model. Doba života. Praktické aspekty

5. Augerova, optická, povrchová rekombin. Modely tunel. nositelů - EEPROM

6. Elektrický průraz. Nárazová ionizace. Pohybliv.nositelů náboje. Zužování pásu

7. Okrajové podmínky. Ohmický a Schottkyho kontakt. Rozhraní polovodič-izolant

8. Rovnice vedení tepla (GIGA). Tepelné poměry v součástkách

9. Smíšená simulace (MIXEMODE), optoel. součástky (BLAZE, LUMINOUS)

10. Modely transportních vlastností polovodičů

11. Numerické metody v TCAD. Principy, implementace, praktické aspekty

12. Technologická simulace. ATHENA. Základní principy a aplikační možnosti

13. Iontová implantace. Základní modely a jejich aplikace

14. Difúze, oxidace. Základní modely a jejich aplikace

Osnova cvičení:

1. Platforma SUN a operační systém UNIX. Simulační prostředí DECKBUILD - sezn.

2. Polovodičová dioda. Zadání vstupního souboru do simulátoru. Ladění

3. Simulace stejnosměrných a dynamických (závěrné zotavení) charakteristik diody

4. Návrh simulace diody. Analýza a diskuse výsledků

5. Bipolární tranzistor BJT. Vstupní soubor pro simulaci ss charakteristik. Ladění

6. Strategie návrhu BJT v kontextu simulace

7. Semestrální projekt I. - návrh simulace BJT. Průrazné napětí, proud. zesil. čin.

8. Semestrální projekt I - ladění simulace BJT. Analýza výsledků, diskuse

9. Simulace MOSFET. Vstupní soubor pro simulaci ss charakteristik. Ladění

10. Semestrální projekt II - návrh simulace MOSFET. Prahové a průrazné napětí

11. Strategie návrhu tranzistoru MOSFET v kontextu simulace

12. Semestrální projekt II - simulace MOSFET. Analýza výsledků, diskuse

13. Příprava projektů pro prezentaci. Způsoby zpracování výsledků

14. Prezentace projektů, zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1] Vobecký, J., Voves, J. :TCAD pro elektroniku. Skripta ČVUT, Praha 1995

[2] Selberherr, S.: Analysis and Simulation of Semiconductor Devices. Springer Verlag, 1984

[3] ATLAS User's Manual, SILVACO Int., Santa Clara 1997

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14+4

Typ cvičení: c, p

Tento předmět je nabízen také v anglické verzi.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika-inženýrský blok (povinně volitelný předmět)
• Elektronika-inženýrský blok (povinně volitelný předmět)